输油管道设计与管理课件

第一节第一节 管道顺序输送工艺特点管道顺序输送工艺特点 第六章第六章 顺序输送顺序输送第二节第二节 顺序输送管道的混油顺序输送管道的混油 第三节第三节 混油界面检测与混油处理混油界面检测与混油处理 第四节第四节 顺序输送管理运行控制及运行优化简介顺序输送管理运行控制及运行优化简介第一节 管道顺序输送工艺特点 第六章 1顺序输送（也称为交替输送）顺序输送（也称为交替输送）：在同一条管道内，按一定批量和次序，连续地输送不同种类在同一条管道内，按一定批量和次序，连续地输送不同种类油品的输送方法。油品的输送方法。顺序输送的应用范围：顺序输送的应用范围：1、输送性质相近的成品油。如汽、煤、柴及各种重油、农、输送性质相近的成品油。如汽、煤、柴及各种重油、农用柴油和燃料油等。用柴油和燃料油等。2、输送性质不同的原油。如克拉玛依油田的低凝原油，可、输送性质不同的原油。如克拉玛依油田的低凝原油，可用于生产高质量的航空润滑油，若与油田所生产的高凝用于生产高质量的航空润滑油，若与油田所生产的高凝原油混合输送，就炼不出这种高级产品，因此需要分开原油混合输送，就炼不出这种高级产品，因此需要分开输送，即采用顺序输送。输送，即采用顺序输送。顺序输送（也称为交替输送）：在同一条管道内，按一定批量和次序2成成品品油油输输送送的的特特点点是是种种类类多多、批批量量（Batch）小小。若若每每一一种种油油品品都都建建一一条条管管线线，必必然然是是要要建建多多条条小小口口径径的的管管线线。若若顺序输送这些油品，则只需建一条大口径的管线。顺序输送这些油品，则只需建一条大口径的管线。例例如如：汽汽、煤煤、柴柴三三种种油油品品，输输量量分分别别为为100、40、110万万吨吨/年年，若若用用三三条条管管线线输输送送，所所需需口口径径分分别别为为DN200、150、200。若若采采用用顺顺序序输输送送，则则只只需需一一条条口口径径为为325的的管管线线。后后者者与与前前者者相相比比，所所需需的的投投资资和和经经营营费费用用都都要要节节省省一一半半以以上上，经经济济效效益益十十分分明明显显，故故国国内内外外成成品品油油管管线线广广泛泛采采用用顺顺序输送的方法。序输送的方法。成品油输送的特点是种类多、批量（Batch）小。若每一种油品3一、顺序输送管道的特点一、顺序输送管道的特点 第一节第一节 管道顺序输送工艺特点管道顺序输送工艺特点 1、成品油管道输送的是直接进入市场的最终产品，对所输、成品油管道输送的是直接进入市场的最终产品，对所输产品的质量和各种油品沿途的分输量均有严格要求。产品的质量和各种油品沿途的分输量均有严格要求。2、成品油管道依托市场生存，要能适应市场的变化。、成品油管道依托市场生存，要能适应市场的变化。3、成品油管道大都是多分支、多出口，以方便向管道沿线、成品油管道大都是多分支、多出口，以方便向管道沿线及附近的城市供油，有的管道还可能有多个入口，接收及附近的城市供油，有的管道还可能有多个入口，接收多家炼油厂的来油。管道沿线任何一处分输或注入后，多家炼油厂的来油。管道沿线任何一处分输或注入后，其下游流量就发生变化。成品油管道可顺序输送多达几其下游流量就发生变化。成品油管道可顺序输送多达几十种的油品，其注油和卸油均受货主和市场的限制，运十种的油品，其注油和卸油均受货主和市场的限制，运行调度难度大。行调度难度大。一、顺序输送管道的特点 第一节 管道顺序输送工艺特点 1、44、成品油管道的相邻批次油品之间必然产生混油，混油段、成品油管道的相邻批次油品之间必然产生混油，混油段的跟踪和混油的控制是成品油管道的关键技术，混油处的跟踪和混油的控制是成品油管道的关键技术，混油处理、贬值存在经济损失。理、贬值存在经济损失。5、与原油管道相比，其首、末站，分输、注入站需要的罐、与原油管道相比，其首、末站，分输、注入站需要的罐容大、数量多，需要有足够容量的油罐进行油品收、发容大、数量多，需要有足够容量的油罐进行油品收、发油作业；末站除了油品的收发油作业外，还要考虑油品油作业；末站除了油品的收发油作业外，还要考虑油品的调和、混油的储存和处理。的调和、混油的储存和处理。6、当多种油品在管内运移时，随着不同油品在管内运行长、当多种油品在管内运移时，随着不同油品在管内运行长度和位置的变化，管道的运行参数随时间而缓慢变化。度和位置的变化，管道的运行参数随时间而缓慢变化。4、成品油管道的相邻批次油品之间必然产生混油，混油段的跟踪和5二、顺序输送的循环周期二、顺序输送的循环周期1、油品的排列顺序、油品的排列顺序 顺序输送中油品的排列顺序对混油损失的影响很大。一顺序输送中油品的排列顺序对混油损失的影响很大。一般来说性质相近的油品顺序输送，混油量较小，允许的般来说性质相近的油品顺序输送，混油量较小，允许的混油浓度较大，混油比较好处理。通常可以直接调和到混油浓度较大，混油比较好处理。通常可以直接调和到两种油品中去。输油顺序的安排一般要考虑：两种油品中去。输油顺序的安排一般要考虑：使性质相近的两种油品相邻。使性质相近的两种油品相邻。油品互相不产生有害影响。如润滑油与汽油一般不能在油品互相不产生有害影响。如润滑油与汽油一般不能在同一条管道内顺序输送。同一条管道内顺序输送。二、顺序输送的循环周期1、油品的排列顺序6成品油的排序：成品油的排序：优质汽油优质汽油普通汽油普通汽油航空燃料航空燃料柴油柴油轻轻燃料油燃料油柴油柴油航空燃料航空燃料普通汽油普通汽油优质汽油优质汽油含有可顺序输送原油时的排序：含有可顺序输送原油时的排序：优质汽油优质汽油普通汽油普通汽油隔离隔离液液(煤油煤油)柴油柴油轻燃料油轻燃料油隔离液隔离液(柴油柴油)轻质原油轻质原油重质原油重质原油轻质原油轻质原油隔离液隔离液(柴油柴油)轻燃料油轻燃料油隔离液隔离液(煤油煤油)普通汽油普通汽油优质汽油优质汽油成品油的排序：优质汽油普通汽油航空燃料柴油轻燃料油7完成一个预定的排列顺序称为完成了一个循环，所需的时间称为循环周完成一个预定的排列顺序称为完成了一个循环，所需的时间称为循环周期，一年内完成的循环周期数称为循环次数（或称为批次）。若一个循期，一年内完成的循环周期数称为循环次数（或称为批次）。若一个循环内输送的油品有环内输送的油品有m种，则在一个循环内形成的混油段数为种，则在一个循环内形成的混油段数为 n=2(m-1)循环次数越小，每种油品的一次输送量就越大，在管道内形成的混油段循环次数越小，每种油品的一次输送量就越大，在管道内形成的混油段和混油损失就越小。但另一方面油品的生产和消费通常是均衡的，各种和混油损失就越小。但另一方面油品的生产和消费通常是均衡的，各种油品每天都在生产和消费，顺序输送管道对每种油品来说都是间歇输送。油品每天都在生产和消费，顺序输送管道对每种油品来说都是间歇输送。循环次数越小，就需要在首末站及沿线的分油点和进油点建造较大容量循环次数越小，就需要在首末站及沿线的分油点和进油点建造较大容量的储罐区来平衡生产、消费与输送之间的不平衡，油罐区的建造和经营的储罐区来平衡生产、消费与输送之间的不平衡，油罐区的建造和经营费用就会增加。因此存在着使总费用（罐区建造费费用就会增加。因此存在着使总费用（罐区建造费+罐区经营费罐区经营费+混油贬混油贬值损失）最小的最优循环次数。值损失）最小的最优循环次数。2、循环周期、循环周期完成一个预定的排列顺序称为完成了一个循环，所需的时间称为循环8三、循环次数和罐容的优化设计三、循环次数和罐容的优化设计一般来说，若一条管道顺序输送一般来说，若一条管道顺序输送m种油品，其输送顺序如下：种油品，其输送顺序如下：在在一一个个循循环环中中，只只有有第第一一种种油油品品和和第第m种种油油品品只只输输一一次次，其其余余油油品品均均输输两两次次。若若每每种种油油品品在在一一个个循循环环内内输输送送的的时时间间分分别别为为t1,2t2,2t3,tm，则循环周期为：，则循环周期为：三、循环次数和罐容的优化设计一般来说，若一条管道顺序输送m种9在在一一个个循循环环中中，不不输输第第一一种种油油品品的的时时间间为为T-t1，但但该该段段时时间间内内炼炼厂厂仍仍向向首首站站输输油油。若若其其输输量量为为q1H，则则首首站站必必须须设设置的第一种油品的储罐容量为：置的第一种油品的储罐容量为：在在T-t1时时间间内内，若若终终点点站站以以q1K的的流流量量向向用用户户供供应应的的一一种种油油品，则终点站需要设置的第一种油品的储罐容量为：品，则终点站需要设置的第一种油品的储罐容量为：在一个循环中，不输第一种油品的时间为T-t1，但该段时间内炼10若若管管线线共共有有s个个注注入入站站分分别别与与相相邻邻的的炼炼厂厂相相连连接接，在在T-t1时时间间内内第第一一种种油油不不能能进进输输油油管管，需需要要在在进进油油点点设设置置储储罐罐把把炼炼厂厂来来油油储储存存起起来来。各各注注入入站站储储存存第第一一种种油油品品的的储储罐罐总容量应为：总容量应为：式中：式中：VJ1j第第j个注入站需设置的第一种油品的储罐容量；个注入站需设置的第一种油品的储罐容量；qJ1j 第第j个注入站第一种油品的单位时间进油量。个注入站第一种油品的单位时间进油量。若管线共有s个注入站分别与相邻的炼厂相连接，在T-t1时间内11若若管管线线共共有有r个个分分输输站站，同同样样各各分分输输站站需需设设置置的的储储存存第第一一种油品的储罐总容量应为：种油品的储罐总容量应为：式中：式中：VF1i第第i个分输站需设置的第一种油品的储罐容量；个分输站需设置的第一种油品的储罐容量；qF1i 第第i个分输站第一种油品的单位时间分油量。个分输站第一种油品的单位时间分油量。若管线共有r个分输站，同样各分输站需设置的储存第一种油品的储12为协调各种油品供、销、运之间的不平衡，输油管道全线为协调各种油品供、销、运之间的不平衡，输油管道全线需设置的储罐总容量分别为：需设置的储罐总容量分别为：首站：首站：式中：式中：tp在第一循环内第在第一循环内第p种油品的输送时间；种油品的输送时间；末站：末站：注入站：注入站：为协调各种油品供、销、运之间的不平衡，输油管道全线需设置的储13分输站：分输站：全线储罐总容量为：全线储罐总容量为：分输站：全线储罐总容量为：14式中：式中：D输油管道每年的工作时间；输油管道每年的工作时间；Dp每年输送第每年输送第p种油的时间；种油的时间；N循环次数。循环次数。建造、管理油罐区的费用和混油贬值的总损失为：建造、管理油罐区的费用和混油贬值的总损失为：式中：D输油管道每年的工作时间；建造、管理油罐区的费用和15E 石油工业规定的投资年回收系数；石油工业规定的投资年回收系数；G 单位有效容积储罐的经营费用；单位有效容积储罐的经营费用；A 每次循环混油的贬值损失，每次循环混油的贬值损失，；n 每次循环混油段的数目；每次循环混油段的数目；ai 第第i个混油段的混油贬值损失；个混油段的混油贬值损失；VKH 管道终点接收混油的储罐容量，管道终点接收混油的储罐容量，VKH=(Vh-Vs)N;Vh 在循环周期内管道终点接收的混油量；在循环周期内管道终点接收的混油量；Vs 在循环周期内能够销售或与纯净油调和的混油量。在循环周期内能够销售或与纯净油调和的混油量。式中式中:Jz单位有效容积储罐的建设费用；单位有效容积储罐的建设费用；E 石油工业规定的投资年回收系数；式中:Jz单位有16上上式式对对循循环环次次数数N求求导导，可可求求得得总总损损失失费费用用最最小小的的最最优优循循环环次数次数Nop上式对循环次数N求导，可求得总损失费用最小的最优循环次数No17说明：说明：对对于于不不同同的的终终点点混混油油处处理理方方式式，上上式式的的形形式式可可能能会会略略有有出出入入，可可针针对对管管道道的的具具体体情情况况，应应用用上上述述求求最最优优循循环环次次数的原则，对上式作必要的修改。数的原则，对上式作必要的修改。求求得得最最优优循循环环次次数数后后，可可按按照照前前述述各各计计算算公公式式依依次次求求得得全全线线需需要要设设置置的的总总罐罐容容，首首站站、终终点点站站、进进油油点点和和分分油油点点的的储储罐罐容容量量，循循环环周周期期、一一个个循循环环周周期期内内各各种种油油品品的的输输送送时时间间tp和各种油品的输送量。和各种油品的输送量。说明：对于不同的终点混油处理方式，上式的形式可能会略有出入，18实际上批次实际上批次(循环次数循环次数)和罐容优化是很难用上述公式进行计和罐容优化是很难用上述公式进行计算的。因为成品油管道是面向市场的，虽然炼油厂的生产是算的。因为成品油管道是面向市场的，虽然炼油厂的生产是连续的，但市场需求和销售并不似公式中给出的那么均匀。连续的，但市场需求和销售并不似公式中给出的那么均匀。考虑原油和成品油价格随国际油价的变化、炼厂事故及停工考虑原油和成品油价格随国际油价的变化、炼厂事故及停工检修等因素，需要在管道首末站多建一些油罐以适应市场变检修等因素，需要在管道首末站多建一些油罐以适应市场变化使企业获得效益，加之储罐需要按系列选取，所以按上面化使企业获得效益，加之储罐需要按系列选取，所以按上面的优化方法进行计算往往不能满足实际需要，但这些数学关的优化方法进行计算往往不能满足实际需要，但这些数学关系可便于管理者理清一些基本规律。系可便于管理者理清一些基本规律。实际上批次(循环次数)和罐容优化是很难用上述公式进行计算的。19一般情况下是以设计输量为基础，选择一系列循环次数进一般情况下是以设计输量为基础，选择一系列循环次数进行罐容、占地、混油处理等等方面的技术经济比较，确定行罐容、占地、混油处理等等方面的技术经济比较，确定优化的循环次数。再根据设计规范确定各种油品所需的油优化的循环次数。再根据设计规范确定各种油品所需的油罐容量和个数。在首末站应留有一定量的备用罐以备事故罐容量和个数。在首末站应留有一定量的备用罐以备事故时管道正常输油。同时应考虑市场变化对末站罐容的影响。时管道正常输油。同时应考虑市场变化对末站罐容的影响。每种油品至少应设置每种油品至少应设置2-3座油罐。座油罐。一般情况下是以设计输量为基础，选择一系列循环次数进行罐容、占20顺序输送轻质成品油的管道，沿线不需要加热。在管内顺序输送轻质成品油的管道，沿线不需要加热。在管内油品流速不是很高的情况下，油品在管道中输送一段距油品流速不是很高的情况下，油品在管道中输送一段距离后，管内油温将等于管道埋深处的地温。管道压降计离后，管内油温将等于管道埋深处的地温。管道压降计算及泵站特性计算公式与等温管道相同。对于流速比较算及泵站特性计算公式与等温管道相同。对于流速比较高的情况，必须对成品油管道沿线的摩擦温升给予关注。高的情况，必须对成品油管道沿线的摩擦温升给予关注。四、顺序输送管道系统热力特性与温升四、顺序输送管道系统热力特性与温升顺序输送轻质成品油的管道，沿线不需要加热。在管内油品流速不是21当输送介质为轻质油品且流速大时，温升现象明显。油当输送介质为轻质油品且流速大时，温升现象明显。油品流动的水力特性与物性、温度密切相关，而温度分布品流动的水力特性与物性、温度密切相关，而温度分布又与流动特性相关。因此，在成品油管道设计、运行、又与流动特性相关。因此，在成品油管道设计、运行、管理和离线仿真中，应正确反应油品温度变化的影响，管理和离线仿真中，应正确反应油品温度变化的影响，这对判断是否存在泄漏，正确跟踪顺序输送过程中的油这对判断是否存在泄漏，正确跟踪顺序输送过程中的油品界面也是十分必要的。品界面也是十分必要的。当输送介质为轻质油品且流速大时，温升现象明显。油品流动的水力221、输油管道中油流温度升高的主要原因、输油管道中油流温度升高的主要原因(1)泵的搅拌温升：泵的轴功率不可能全部转化为油流的压泵的搅拌温升：泵的轴功率不可能全部转化为油流的压力能，有一部分要克服流体与泵间的摩擦而转化为热能，力能，有一部分要克服流体与泵间的摩擦而转化为热能，造成温升；造成温升；(2)压缩温升：油品经过泵的压缩也会产生温升；压缩温升：油品经过泵的压缩也会产生温升；(3)节流温升：油品通过节流装置时，一部分压力损失会转节流温升：油品通过节流装置时，一部分压力损失会转化为热能，造成温升；化为热能，造成温升；(4)管道摩擦温升：油品沿管道流动过程中，会由于克服沿管道摩擦温升：油品沿管道流动过程中，会由于克服沿程和局部摩阻损失，使一部分机械能转化为油流内能，程和局部摩阻损失，使一部分机械能转化为油流内能，造成温升。造成温升。1、输油管道中油流温度升高的主要原因(1)泵的搅拌温升：泵的232、成品油管道温度变化的计算、成品油管道温度变化的计算成品油管道中通常会有多种油品同时流动，再加上管道成品油管道中通常会有多种油品同时流动，再加上管道沿线的流量变化、混油界面移动和混油长度及体积的变沿线的流量变化、混油界面移动和混油长度及体积的变化，使得准确计算油品沿管道运行时的温升很困难。实化，使得准确计算油品沿管道运行时的温升很困难。实际成品油管道工艺计算中常常是计算最冷月输送重油际成品油管道工艺计算中常常是计算最冷月输送重油(如柴油如柴油)的沿程温度变化、计算最热月输送轻油的沿程温度变化、计算最热月输送轻油(如汽油如汽油)的沿程温度变化。的沿程温度变化。2、成品油管道温度变化的计算成品油管道中通常会有多种油品同时24(1)计算油品通过泵站的温升，主要是泵内损失转化的热能，计算油品通过泵站的温升，主要是泵内损失转化的热能，对于轻烃要考虑经过泵压缩而升高的油温；对于轻烃要考虑经过泵压缩而升高的油温；(2)计算油品在站间流动时的摩擦温升，管道中油流的摩擦计算油品在站间流动时的摩擦温升，管道中油流的摩擦温升是压力损失、液体的质量流量、油品粘度和密度的温升是压力损失、液体的质量流量、油品粘度和密度的函数；函数；(3)计算站间管道向环境散热的温降，这与油品的温度、土计算站间管道向环境散热的温降，这与油品的温度、土壤温度、管道的表面积、质量流量、油品比热和管道总壤温度、管道的表面积、质量流量、油品比热和管道总传热系数等因素有关。传热系数等因素有关。油品温度变化可按以下步骤计算预测：油品温度变化可按以下步骤计算预测：(1)计算油品通过泵站的温升，主要是泵内损失转化的热能，对于25若计算结果前两项之和大于第三项，则管道的油温将升高。若计算结果前两项之和大于第三项，则管道的油温将升高。例如：在例如：在1969年，科洛尼尔管道增加泵站的输油功率使管年，科洛尼尔管道增加泵站的输油功率使管道输油量达到每小时道输油量达到每小时 7631 m3。休斯顿至亚特兰大的管道。休斯顿至亚特兰大的管道上，输量增加了上，输量增加了45，而所需输油功率却增加了，而所需输油功率却增加了185，温升比温升比1967年增高了年增高了13.8。为此，设置了。为此，设置了4个油品冷却个油品冷却站来解决此问题。站来解决此问题。若计算结果前两项之和大于第三项，则管道的油温将升高。例如：在26 3、成品油温升的影响、成品油温升的影响 成成品油输送过程中温升造成如下影响：品油输送过程中温升造成如下影响：(1)增加油品蒸发损耗、降低油品质量；增加油品蒸发损耗、降低油品质量；(2)热应力增大，使管道变形或由于承受过高的应力而破裂；热应力增大，使管道变形或由于承受过高的应力而破裂；(3)轻质油品抽吸时易发生汽蚀现象轻质油品抽吸时易发生汽蚀现象;(4)油温升高后液体膨胀大于钢管容积的增量，使混油段的实际界面与界油温升高后液体膨胀大于钢管容积的增量，使混油段的实际界面与界面跟踪计算值不同，这将使界面跟踪预测结果与实际产生偏差，从面跟踪计算值不同，这将使界面跟踪预测结果与实际产生偏差，从而影响界面跟踪的准确性而影响界面跟踪的准确性;(5)在线计量油品时，若温升使油品压力低于油品的饱和蒸气压，则会产在线计量油品时，若温升使油品压力低于油品的饱和蒸气压，则会产生气泡，这将会使计量误差增大生气泡，这将会使计量误差增大;3、成品油温升的影响 成品油输送过程中温升造成如下影响：27(6)油油品品升升温温使使煤煤油油、柴柴油油、燃燃料料油油的的粘粘度度降降低低，因因此此，站站间间的的摩摩阻阻也也相相对对减减小小，这这将将缩缩小小输输送送燃燃料料油油与与输输送送汽油之间耗用动力的差异。汽油之间耗用动力的差异。(7)如如果果管管道道中中总总有有很很多多批批次次的的燃燃料料油油，燃燃料料油油的的温温度度升升高高，较较大大地地降降低低了了油油品品的的粘粘度度，可可以以增增加加全全线线的的输输量量，这这是是油油品品温温度度升升高高的的有有利利方方面面。但但对对汽汽、柴柴等等轻轻油油，粘粘度度变变化化并并不不明明显显，此此项项作作用用不不大大。目目前前工工艺艺设设计计时时仍仍按按等等温温管管路路计计算算，但但流流速速较较高高时时应应注注意意校校核核温温升升情情况。况。(6)油品升温使煤油、柴油、燃料油的粘度降低，因此，站间的28五、成品油管道系统水力特性五、成品油管道系统水力特性由于管道中有多种油品顺序输送，所以管道沿线流体的粘由于管道中有多种油品顺序输送，所以管道沿线流体的粘度和密度有较大的变化；在油品替换时，泵站特性和管道度和密度有较大的变化；在油品替换时，泵站特性和管道特性都会发生变化。泵站特性的变化是在油品交替的短时特性都会发生变化。泵站特性的变化是在油品交替的短时间内完成的，而管道特性的变化需要经历较长的时间，它间内完成的，而管道特性的变化需要经历较长的时间，它随管路中两种或多种油品长度的变化而改变。因此，在顺随管路中两种或多种油品长度的变化而改变。因此，在顺序输送管道运行管理中，必须充分考虑它的特殊性。序输送管道运行管理中，必须充分考虑它的特殊性。五、成品油管道系统水力特性由于管道中有多种油品顺序输送，所以291、水力不稳定特性、水力不稳定特性由于管道沿线有物性不同的油品及其混合物，各种油品及混油段的由于管道沿线有物性不同的油品及其混合物，各种油品及混油段的长度和位置又随时间而变，顺序输送时液流是不稳定的，但不稳定长度和位置又随时间而变，顺序输送时液流是不稳定的，但不稳定程度差别甚大。混油进入首站的情况是：由于首站的进泵管线一般程度差别甚大。混油进入首站的情况是：由于首站的进泵管线一般不长，初始混油段很短，其内油品浓度梯度很高，而泵压正比于液不长，初始混油段很短，其内油品浓度梯度很高，而泵压正比于液体的密度，变化是比较强烈的。这种压力突变可能历时几十秒之久，体的密度，变化是比较强烈的。这种压力突变可能历时几十秒之久，然后趋于平稳。混油段到达中间泵站时已经具有相当的长度，其内然后趋于平稳。混油段到达中间泵站时已经具有相当的长度，其内油品浓度梯度显著降低，故泵压的变化已趋平缓，一般不会发生明油品浓度梯度显著降低，故泵压的变化已趋平缓，一般不会发生明显的压力突变。混油段沿管线移动过程中，由于摩阻和位能的变化，显的压力突变。混油段沿管线移动过程中，由于摩阻和位能的变化，流量和压力也相应发生变化，但一般相当缓慢。流量和压力也相应发生变化，但一般相当缓慢。1、水力不稳定特性由于管道沿线有物性不同的油品及其混合物，各30因因此此，按按流流动动不不稳稳定定程程度度的的不不同同，顺顺序序输输送送过过程程可可分分为为三三个个区区：突突变变区区混混油油段段经经过过首首站站；渐渐变变区区混混油油段段经经过过中中间间泵泵站站；缓缓变变区区混混油油段段沿沿管管线线移移动动。在在输输送送单单一一油油品品的的管管道道中中，常常用用流流量量和和所所输输油油品品液液柱柱表表示示的的压压头头描描述述泵泵站站和和管管路路的的特特性性来来分分析析输输油油管管的的工工况况。对对于于输输送送多多种种油油品品的的顺顺序序输输送送管管道道，各各泵泵站站和和各各管管段段内内的的油油品品往往往往不不是是同同一一种种油油品品，若若用用液液柱柱表表示示泵泵站站扬扬程程和和管管路路的的摩摩阻阻损损失失容容易易混混淆淆，故故常常采采用用流流量量压压力力之之间间的的关关系系来来分分析析顺顺序序输输送送管管道道的的水水力力特特性性，其其变变化化过过程程可用图形来描述，可用图形来描述，因此，按流动不稳定程度的不同，顺序输送过程可分为三个区：突变31如图所示。设有两个泵站的管道如图所示。设有两个泵站的管道进行顺序输送，两站的特性完全进行顺序输送，两站的特性完全相同，第二站设在管道的中央，相同，第二站设在管道的中央，输送油品输送油品A和和B，A油的密度和粘油的密度和粘度比度比B油低，不考虑高程的影响。油低，不考虑高程的影响。据此可绘出泵站和管线的据此可绘出泵站和管线的Q(流量流量)p(压力压力)特性曲线。各条线的特性曲线。各条线的含义如下：含义如下：pQ泵泵A泵泵A管管A管管A1234泵泵A泵泵泵泵泵泵管管A管管管管管管如图所示。设有两个泵站的管道进行顺序输送，两站的特性完全相同32泵泵A+泵泵A：两站都泵送：两站都泵送A油时的泵站总特性油时的泵站总特性泵泵A+泵泵：一站泵送：一站泵送A油另一站泵送油另一站泵送B油时的泵站总特性油时的泵站总特性泵泵+泵泵：两站都泵送油时的泵站总特性：两站都泵送油时的泵站总特性管管A+管管A：两段管线都输送：两段管线都输送A油时的管路总特性油时的管路总特性管管A+管管：一段输送：一段输送A油另一段输送油另一段输送B油时的管路总特性油时的管路总特性管管+管管：两段都输送：两段都输送B油时的管路总特性油时的管路总特性pQ泵泵A泵泵A管管A管管A1234泵泵A泵泵泵泵泵泵管管A管管管管管管泵A+泵A：两站都泵送A油时的泵站总特性pQ泵A泵A管A33管管道道输输送送A油油时时系系统统工工作作点点在在点点，切切换换入入B油油时时发发生生突突变变，工工作作点点突突变变到到点点附附近近，系系统统进进入入突突变变区区，没没有有统统一一的的工工作作点点。待待水水力力扰扰动动消消失失后后，系系统统可可认认为为有有了了统统一一的的工工作作点点。随随着着管管内内油油品品的的更更迭迭，工工作作点点由由2点点附附近近沿沿着着线线“泵泵A+泵泵B”向向左左上上方方移移动动。混混油油达达到到中中间间泵泵站站后后，泵泵压压开开始始变变化化，系系统统进进入入渐渐变变区区，系系统统工工作作点点由由点点右右侧侧附附近近渐渐变变到到4点点左左侧侧附附近近。混混油油通通过过中中间间站站后后，系系统统工工作作点点沿沿着着线线“泵泵B+泵泵B”继继续续向向左左上上方方移移动动。油油品品更更换换完毕后，系统工作点稳定在完毕后，系统工作点稳定在5点。点。pQ泵泵A泵泵A管管A管管A1234泵泵A泵泵泵泵泵泵管管A管管管管管管管道输送A油时系统工作点在点，切换入B油时发生突变，工作点34pQ泵泵A泵泵A管管A管管A1234泵泵A泵泵泵泵泵泵管管A管管管管管管若是以若是以A油置换油置换B油，则工况的变化路径是从油，则工况的变化路径是从5突变到突变到6，再，再缓变到缓变到3左侧左侧，再渐变到再渐变到7右侧，再缓变到右侧，再缓变到1。工况的变化路径是从工况的变化路径是从1突变到突变到2，再缓变到，再缓变到3右侧右侧，再渐变到再渐变到4左侧，再缓变到左侧，再缓变到5。pQ泵A泵A管A管A1234泵A泵泵泵管A管352、顺序输送管道的最大输量顺序输送管道的最大输量 对于输送单一介质的管道，如果忽略介质温度变化，那么在一个较长的对于输送单一介质的管道，如果忽略介质温度变化，那么在一个较长的时间段内，管道的最大输送能力是一定的。而对于有若干个泵站的长距时间段内，管道的最大输送能力是一定的。而对于有若干个泵站的长距离成品油顺序输送管道，在管道内常存在若干种油品，整个管道的最大离成品油顺序输送管道，在管道内常存在若干种油品，整个管道的最大输量受较高粘度油品所充满的那段管道通过能力的限制。由于各种油品输量受较高粘度油品所充满的那段管道通过能力的限制。由于各种油品的粘度和密度不同，随着管道内油品的流动和油品的交替变化，各泵站的粘度和密度不同，随着管道内油品的流动和油品的交替变化，各泵站进出站压力、沿线各点动水压力都会随输送时间变化。另外，管道沿线进出站压力、沿线各点动水压力都会随输送时间变化。另外，管道沿线分输站、注入站的开启和关闭也会造成管线各点压力变化，从而管道的分输站、注入站的开启和关闭也会造成管线各点压力变化，从而管道的最大输量会不断变化。了解不同时间顺序输送管道的最大输量，在制定最大输量会不断变化。了解不同时间顺序输送管道的最大输量，在制定输油计划时可以对管道输送能力作出正确的估计，以便能充分地利用它。输油计划时可以对管道输送能力作出正确的估计，以便能充分地利用它。2、顺序输送管道的最大输量 对于输送单一介质的管道，如果忽36管道输送不同油品时，各站的调节措施和幅度会变化。管道输送不同油品时，各站的调节措施和幅度会变化。对于沿线地形起伏较大的管道，还常设有减压站，所以，对于沿线地形起伏较大的管道，还常设有减压站，所以，求解管道最大输送能力时就必须考虑管道沿线较高点和求解管道最大输送能力时就必须考虑管道沿线较高点和较低点的压力约束条件。因此，应综合考虑以下几个约较低点的压力约束条件。因此，应综合考虑以下几个约束条件来求解管道最大输送能力：束条件来求解管道最大输送能力：管道输送不同油品时，各站的调节措施和幅度会变化。对于沿线地形37 泵站和管路的能量平衡；泵站和管路的能量平衡；各泵站的进站压力应大于或等于最小允许进站压力；各泵站的进站压力应大于或等于最小允许进站压力；各泵站的进站压力应小于最大允许进站压力各泵站的进站压力应小于最大允许进站压力(有泵运行时有泵运行时)；各泵站的出站压力应小于或等于最大允许出站压力；各泵站的出站压力应小于或等于最大允许出站压力；管道沿线高、低特殊点的压力约束，即高点动水压力要管道沿线高、低特殊点的压力约束，即高点动水压力要高于输送油品的饱和蒸汽压，低点动水压力要低于管材高于输送油品的饱和蒸汽压，低点动水压力要低于管材强度允许的压力。强度允许的压力。泵站和管路的能量平衡；38